CN112219459A - 具有金属图案的成型体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法,其特征在于,具有如下工序:工序1,在绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1);工序2,将前述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而将前述导电性金属层(M1)分离为图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1);工序3,在前述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上通过电镀而形成图案金属层(PM2);以及工序4,利用蚀刻液将前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)除去。该制造方法能够在不对成型体表面进行粗糙化的情况下形成密合性高的金属图案,另外,不需要真空装置、特别的装置而能够制造在表面具有金属图案的成型体。

Description

具有金属图案的成型体的制造方法
技术领域
本发明涉及在平面或三维立体的绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法。
背景技术
以往,作为在绝缘性成型体上形成金属图案的方法,已知例如通过将镀敷析出性不同的2种材料进行双色成型从而在表面制作图案形成区域和非图案形成区域、并利用镀敷析出性的差异来形成金属图案的方法,但该方法需要2次成型工序,因此不仅繁杂且成本高,而且难以通过成型加工将微小图案表现出来,另外,有时会发生镀敷液在2种树脂材料界面浸透、残留等问题。
另一方面,作为不进行双色成型的方法,公开了使用在成型体整面形成的镀敷籽晶层的方法(例如参照专利文献1。)。该方法中,使用由聚酰亚胺、ABS、聚醚酰亚胺、液晶聚合物、氧化铝陶瓷等电绝缘材料形成的材料作为成型基材,用铬酸液、氢氧化钾水溶液、磷酸液等对表面进行处理,从而进行赋予凹凸的表面粗糙化处理,然后,在其上形成电镀用的籽晶层。对形成的籽晶层照射激光而将成为配线的金属图案轮廓部分除去,将籽晶层与导电部和非导电部进行分离后,仅对配线图案部进行电镀铜,使配线图案部的铜膜厚度比非配线部的铜膜厚度更厚。接下来,进行软蚀刻,从而能够在成型品的表面形成铜的配线图案。
然而,专利文献1的技术中,由于成型体表面进行了粗糙化处理,从而难以形成微细的图案,难以实现细间距化,另外,在用于高频信号传输的配线用途中,有发生传输损耗等课题。进一步,成型体表面的粗糙化造成影响,有镀敷膜表面也成为没有光泽的粗糙面的倾向。
另外,专利文献1中,还公开了如下方法:在进行成型体表面的粗糙化处理时,不进行化学溶液处理而是改成等离子体处理,来进行活化,从而进行对表面赋予凹凸的表面粗糙化处理,在整面溅射铜,形成镀敷籽晶层。该方法中,由于通过溅射法形成电镀的籽晶层,因此有如下课题:需要昂贵的真空装置,生产效率低,形成溅射膜时施加高温的负荷因此难以应对耐热性低的基材,难以获得密合性高的金属膜等。
另外,作为在不进行成型体表面的粗糙化的情况下提高密合性、且不使用真空装置的方法,公开了使用在表面部分散有含金属元素的微粒的塑料成型体的方法(例如参照专利文献2。)。作为获得在表面部分散有含金属元素的微粒的塑料成型体的方法,公开了:将塑料成型体在醇或还原剂中浸透,进一步使其接触含金属络合物的高压二氧化碳的方法;在用于塑料成型体的注射成型的可塑化料筒内的熔融树脂中,使含金属络合物的高压二氧化碳溶解,进一步将溶解后的熔融树脂向模具注射,成型出塑料成型体的方法。该方法中有如下问题:为了在塑料成型体的表面形成含金属元素的微粒而需要利用高压二氧化碳的特别装置,另外,塑料成型体的表面部由于含浸金属元素的操作从而表面成为与主体部不同的物性等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-66533号公报
专利文献2:日本特开2010-80495号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题为提供一种成型体的制造方法,其能够在不对成型体表面进行粗糙化的情况下形成密合性高的金属图案,另外,不需要真空装置、特别的装置而能够制造在表面具有金属图案的成型体。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决上述课题而进行了潜心研究,结果发现,通过在成型体表面形成含有银粒子的导电性金属层,并将前述导电性金属层的一部分除去而分离成图案形成区域与非图案形成区域,通过电镀法在图案形成区域上形成金属层后,利用蚀刻液除去非图案区域的金属层,从而能够在不对成型体表面进行粗糙化的情况下形成密合性高的金属图案,另外,不需要真空装置、特别的装置而能够制造在表面具有金属图案的成型体,于是完成了本发明。
即,本发明提供一种在绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法,其特征在于,具有:在绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序1;将前述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而将前述导电性金属层(M1)分离为图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序2;通过电镀在前述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上形成图案金属层(PM2)的工序3;以及利用蚀刻液除去前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序4。
另外,本发明提供一种在绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法,其特征在于,具有:在绝缘性成型体(A)上形成底漆层(B)后,在底漆层(B)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序1’;将前述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而将前述导电性金属层(M1)分离为图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序2;通过电镀在前述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上形成图案金属层(PM2)的工序3;以及利用蚀刻液除去前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序4。
发明的效果
利用本发明的具有金属图案的成型体的制造方法,能够在不需要复杂的双色成型、使用光致抗蚀剂的在暗室内曝光、显影等繁杂的操作,且不使用昂贵的真空装置的情况下制造具备在其表面具有密合性高且表面平滑的金属图案的平面或三维立体形状的成型体。由此,利用本发明的具有金属图案的成型体的制造方法,能够以低成本提供具有各种形状、尺寸的高密度、高性能的印刷配线板、立体配线的成型电路部件(MID;MoldedInterconnect Device),因此在印刷配线的领域中产业上的利用性高。另外,本发明的具有金属图案的成型体的制造方法能够用于在基材表面具有经图案化的金属层的各种电子构件,还能够应用于例如连接器、电磁波屏蔽体、RFID等天线等。
进一步,通过本发明的具有金属图案的成型体的制造方法而制造的具有金属图案的成型体不仅可以用于电子构件,还可以用于在各种形状、尺寸的成型体上具有经图案化的金属层的功能部件、装饰镀敷等用途。
附图说明
[图1]图1为在绝缘性成型体上形成导电性金属层后的示意图。
[图2]图2为将导电性金属层分离为图案形成区域的导电性金属层和非图案形成区域的导电性金属层后的示意图。
[图3]图3为对图案形成区域的导电性金属层实施电镀而形成图案金属层后的示意图。
[图4]图4为利用蚀刻液除去非图案形成区域的导电性金属层后的示意图。
具体实施方式
本发明为一种在绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法,其特征在于,具有:在绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序1;将前述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而将前述导电性金属层(M1)分离为图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序2;通过电镀在前述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上形成图案金属层(PM2)的工序3;以及利用蚀刻液除去前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序4。
另外,本发明的更优选方式为一种在绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法,其特征在于,具有:在绝缘性成型体(A)上形成底漆层(B)后,在底漆层(B)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序1’;将前述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而将前述导电性金属层(M1)分离为图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序2;通过电镀在前述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上形成图案金属层(PM2)的工序3;以及利用蚀刻液除去前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序4。
作为本发明的工序1或工序1’中使用的前述绝缘性成型体(A)的材料,可列举例如聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚萘二甲酸乙二酯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚芳酯树脂、聚缩醛树脂、聚(甲基)丙烯酸甲酯等丙烯酸系树脂、聚偏二氟乙烯树脂、聚四氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、将丙烯酸系树脂接枝共聚化而得的氯乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氨酯树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯、液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚苯砜(PPSU)、纤维素纳米纤维、有机硅、碳化硅、氮化镓、蓝宝石、陶瓷、玻璃、类金刚石碳(DLC)、氧化铝等。
另外,作为前述绝缘性成型体(A),也可以适合地使用含有热固性树脂和无机填充材的树脂基材。作为前述热固性树脂,可列举例如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、异氰酸酯树脂、苯并噁嗪树脂、氧杂环丁烷树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、烯丙基树脂、二环戊二烯树脂、有机硅树脂、三嗪树脂、三聚氰胺树脂等。另一方面,作为前述无机填充材,可列举例如二氧化硅、氧化铝、滑石、云母、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、硼酸铝、硼硅酸玻璃等。这些热固性树脂和无机填充材分别可以使用1种也可以并用2种以上。
作为前述绝缘性成型体(A)的形态,可以使用柔性材、刚性材、刚性柔性材中的任一者,其形状可以为平面,也可以为三维立体形状。更具体而言,前述绝缘性成型体(A)中,可以使用被成型为三维立体形状、膜、片、板状的市售材料,也可以使用由上述树脂的溶液、熔融液、分散液成型为任意形状的材料。另外,前述绝缘性成型体(A)可以是在金属等导电性材料上形成了上述树脂材料的基材。
另外,作为前述绝缘性成型体(A)的形态,可以具有贯通膜、片、板等平面状基材的两面的贯通孔,也可以具有基材为层叠体且外层具有贯通孔、在层叠体整体上具有非贯通孔、且具有到达内层部的孔的结构。前述绝缘性成型体(A)具有贯通孔的情况下,通过经历后述本发明的印刷配线板的制造工序,能够将贯通孔的两面电连接。另外,具有前述绝缘性成型体(A)为层叠体、具有非贯通孔、具有到达内层部的孔的结构的情况下,通过经历本发明的印刷配线板的制造工序,能够将外层与内层的导电层电连接。
另外,在本发明的工序2的将前述导电性金属层(M1)的一部分除去时使用电磁波的情况下,可以在前述绝缘性成型体(A)的耐热性、机械强度、绝缘特性等在目标使用环境中不受损害的范围内,在前述绝缘性成型体(A)中含有吸收该电磁波的石墨、碳、花菁化合物、酞菁化合物、二硫醇金属络合物、萘醌化合物、二铵化合物、偶氮化合物等吸收光的颜料或色素作为光吸收剂。这些颜料、色素只要根据所使用的该电磁波的波长适当选择即可。另外,这些颜料、色素可以使用1种也可以并用2种以上。进一步,使用市售的树脂材料作为前述绝缘性成型体(A)的材料时,作为着色等级,可以使用市售的着色树脂材料。如果该吸收电磁波的颜料、色素包含于前述绝缘性成型体(A)中,则该电磁波在前述绝缘性成型体(A)的表面被吸收,容易在本发明的工序2中除去导电性金属层(M1),因而优选。
本发明的具有金属图案的成型体的制造方法的工序1为在前述绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序。该导电性金属层(M1)成为在后述的工序3中通过电镀形成图案金属层(PM2)时的镀敷基底层。前述导电性金属层(M1)为含有银粒子的金属层,但也可以含有银粒子以外的金属粒子。作为银粒子以外的金属粒子,可列举例如金、铂、钯、钌、锡、铜、镍、铁、钴、钛、铟、铱等金属粒子。使用这些金属粒子的情况下,可以将1种以上与银粒子一起使用。本发明中,关于将银粒子设为必需金属粒子的理由,可列举:较廉价,作为后述的电镀工序中的导电性金属层其电阻值充分低,即使在大气下保存其表面也难以被氧化等。
含有银粒子以外的金属粒子时,银粒子以外的金属粒子的比例只要能够形成前述导电性金属层(M1)、能够没有问题地实施后述的工序3中的电镀,则没有特别限制,从能够进一步提高后述的工序4中的蚀刻除去性出发,相对于银粒子100质量份,优选为5质量份以下,更优选为2质量份以下。
作为形成前述导电性金属层(M1)的方法,可列举例如在前述绝缘性成型体(A)上涂覆银粒子分散液的方法。关于前述银粒子分散液的涂覆方法,只要能够良好地形成导电性金属层(M1)则没有特别限制,根据所使用的绝缘性成型体(A)的形状、尺寸、刚柔程度等来适当选择各种涂覆方法即可。作为具体的涂覆方法,可列举例如凹版法、胶版法、柔版法、移印法、凹版胶版法、凸版法、凸版反转法、丝网印刷法、微接触法、反向印刷法、气刮刀(airdoctor)涂布法、刮刀涂布法、气刀(air knife)涂布法、挤压涂布法、含浸涂布法、转印辊涂布法、吻合涂布法、铸涂法、喷涂法、喷墨法、模涂法、旋涂法、棒涂法、浸涂法等。
另外,关于在膜、片、板状的前述绝缘性成型体(A)的两面涂覆银粒子分散液的方法,只要能够良好地形成导电性金属层(M1)则没有特别限制,适当选择上述例示的涂覆方法即可。此时,导电性金属层(M1)可以同时在前述绝缘性成型体(A)的两面形成,也可以在前述绝缘性成型体(A)的单面形成后在另一面形成。进一步,前述绝缘性成型体(A)为立体形状的成型体时,根据成型体的尺寸、形状来适当选择上述例示的涂覆方法即可,喷涂法、喷墨法、浸涂法等是合适的。
关于前述绝缘性成型体(A),出于提高银粒子分散液的涂覆性、提高工序3中形成的金属图案层(PM2)对基材的密合性的目的,可以在涂覆银粒子分散液之前进行表面处理。作为前述绝缘性成型体(A)的表面处理方法,只要表面的粗糙度变大、细间距图案形成性、因粗糙面导致的信号传输损耗不会造成问题,则没有特别限制,适当选择各种方法即可。作为这样的表面处理方法,可列举例如UV处理、气相臭氧处理、液层臭氧处理、电晕处理、等离子体处理等。这些表面处理方法可以通过1种方法进行,也可以并用2种以上的方法。
在前述绝缘性成型体(A)上涂覆前述银粒子分散液后,对涂覆膜进行干燥、烧成,使得银粒子分散液所含的溶剂挥发,银粒子彼此密合地接合,从而在前述绝缘性成型体(A)上形成导电性金属层(M1)。这里,干燥主要是指使溶剂从前述银粒子的分散液挥发的工艺,烧成主要是指使银粒子彼此接合而表现导电性的工艺。
上述干燥和烧成可以同时进行,也可以预先将涂覆膜暂时干燥、在使用前根据需要进行烧成。干燥的温度和时间根据后述在前述银粒子分散液中使用的溶剂的种类适当选择即可,优选20℃~250℃的范围且时间为1~200分钟的范围。另外,烧成的温度和时间根据期望的导电性适当选择即可,优选温度为80~350℃的范围且时间为1~200分钟的范围。另外,为了在前述绝缘性成型体(A)上得到密合性优异的导电性金属层(M1),更优选将前述烧成的温度设为80~250℃的范围。
上述干燥、烧成中,可以进行送风,也可以不特别进行送风。另外,干燥、烧成可以在大气中进行,也可以在氮、氩等非活性气体的置换气氛下或气流下进行,也可以在真空中进行。
关于上述干燥、烧成,当前述绝缘性成型体(A)为单张的膜、片、板或三维立体形状的成型体时,除了在涂覆位置的自然干燥之外,还可以在送风、定温干燥器等干燥器内进行。另外,当前述绝缘性成型体(A)为卷膜、卷片等卷材时,可以在涂覆工序之后,使卷材在设置好的非加热或加热空间内连续移动从而进行干燥、烧成。作为此时的干燥、烧成的加热方法,可列举例如使用烘箱、热风式干燥炉、红外线干燥炉、激光照射、微波、光照射(闪光照射装置)等的方法。这些加热方法可以使用1种也可以并用2种以上。
前述导电性金属层(M1)优选在层中以80~99.9质量%的范围含有银粒子,以0.1~20质量%的范围含有后述的分散剂成分。
另外,在本发明的工序2中将前述导电性金属层(M1)的一部分除去时使用电磁波的情况下,出于提高其除去效率的目的,可以在能够形成前述导电性金属层(M1)、能够没有问题地实施后述工序3中的电镀、能够确保工序4中的蚀刻除去性的范围内,在前述导电性金属层(M1)中含有吸收该电磁波的石墨、碳、花菁化合物、酞菁化合物、二硫醇金属络合物、萘醌化合物、二铵化合物、偶氮化合物等吸收光的颜料或色素作为光吸收剂。这些颜料、色素根据所使用的该电磁波的波长适当选择即可。另外,这些颜料、色素可以使用1种也可以并用2种以上。
从能够进一步降低电阻值、能够得到后述工序3中更优异的镀敷基底层出发,前述导电性金属层(M1)的厚度优选50~500nm的范围。进一步,从能够进一步提高工序4的除去工序中的除去性出发,更优选50~200nm的范围。
前述导电性金属层(M1)中,从能够容易地实施后述工序3的电镀出发,优选银粒子彼此密合、接合且导电性高。另外,通过本发明的工序2形成的图案形成区域的导电性金属层(PM1)中,银粒子间的空隙可以由构成前述图案金属层(PM2)的镀敷金属填充。如果银粒子间的空隙由镀敷金属填充,则由于镀敷金属的存在,在后述工序4的利用蚀刻液除去非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序中,图案金属层(PM2)下的导电性金属层(PM1)的蚀刻被抑制,金属图案形成部的底不易发生,因此优选。
为了形成前述导电性金属层(M1)而使用的银粒子分散液中,银粒子可以分散于溶剂中。作为前述银粒子的形状,只要良好地形成导电性金属层(M1)则没有特别限制,可使用球状、透镜状、多面体状、平板状、棒状、线状等各种形状的银粒子。这些银粒子可以使用单一形状的1种,也可以并用形状不同的2种以上。
前述银粒子的形状为球状、多面体状时,其平均粒径优选为1~20,000nm的范围。另外,要形成微细的电路图案时,从导电性金属层(M1)的均质性进一步能够提高、后述工序4中由蚀刻液带来的除去性也能够进一步提高出发,更优选其平均粒径为1~200nm的范围,进一步优选为1~50nm的范围。需说明的是,与纳米尺寸的粒子相关的“平均粒径”是将前述银粒子用分散良溶剂稀释并通过动态光散射法测定的体积平均值。该测定可以使用MICROTRAC公司制“Nanotrac UPA-150”。
另一方面,银粒子具有透镜状、棒状、线状等形状时,优选其短径为1~200nm的范围,更优选为2~100nm的范围,进一步优选为5~50nm的范围。
前述银粒子以银为主成分,但在不会发生因前述导电性金属层(A)的电阻值增加导致的工序3中的电镀阻碍、或不会损害工序4中的前述导电性金属层(A)的利用蚀刻液的除去性的前提下,可以有一部分被其他金属置换,也可以混合有银以外的金属成分。
作为置换或混合的金属,可列举选自由金、铂、钯、钌、锡、铜、镍、铁、钴、钛、铟和铱组成的组中的1种以上金属元素。
置换或混合的金属的比率在前述银粒子中优选为5质量%以下,从前述导电性金属层(A)的电阻值、利用蚀刻液的除去性的观点出发,更优选2质量%以下。
用于形成前述导电性金属层(M1)的银粒子分散液通过将银粒子分散于各种溶剂中而成,该分散液中的银粒子的粒径分布可以以单分散的方式一致,另外也可以是落入上述平均粒径的范围的粒子的混合物。
作为前述银粒子的分散液中使用的溶剂,可以使用水性介质、有机溶剂。作为前述水性介质,可列举例如蒸馏水、离子交换水、纯水、超纯水等。另外,作为前述有机溶剂,可列举醇化合物、醚化合物、酯化合物、酮化合物等。
作为前述醇溶剂或醚溶剂,可列举例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、庚醇、己醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、硬酯醇、烯丙醇、环己醇、萜品醇(テルピネオール)、萜品醇(ターピネオール)、二氢萜品醇、2-乙基-1,3-己二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、甘油、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁基醚、四乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、二丙二醇单甲基醚、三丙二醇单甲基醚、丙二醇单丙基醚、二丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单丁基醚、三丙二醇单丁基醚等。
作为前述酮溶剂,可列举例如丙酮、环己酮、甲基乙基酮等。另外,作为前述酯溶剂,可列举例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲氧基-3-甲基-丁基乙酸酯等。进一步,作为其他有机溶剂,可列举甲苯等烃溶剂,尤其是碳原子数8以上的烃溶剂。
作为前述碳原子数8以上的烃溶剂,可列举例如辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十三烷、十四烷、环辛烷、二甲苯、均三甲苯、乙基苯、十二烷基苯、四氢化萘、三甲基苯环己烷等非极性溶剂,可以根据需要与其他溶剂组合使用。进一步,也可以并用作为混合溶剂的矿油精、溶剂石脑油等溶剂。
关于前述溶剂,只要银粒子稳定地分散、在前述绝缘性成型体(A)或后述的形成于前述绝缘性成型体(A)上的底漆层(B)上良好地形成导电性金属层(M1),则没有特别限制。另外,前述溶剂可以使用1种也可以并用2种以上。
关于前述银粒子分散液中的银粒子的含有率,根据上述涂覆方法调整为具有最佳涂覆适应性的粘度,优选0.5~90质量%的范围,更优选1~60质量%的范围,进一步优选2~10质量%的范围。
关于前述银粒子分散液,优选前述银粒子在前述各种溶剂中不凝聚、融合、沉淀而保持长时间的分散稳定性,优选含有用于使银粒子分散于前述各种溶剂中的分散剂。作为这样的分散剂,优选具有与银粒子配位的官能团的分散剂,可列举例如具有羧基、氨基、氰基、乙酰乙酰基、含磷原子的基团、硫醇基、硫氰基、甘氨酸基等官能团的分散剂。
作为前述分散剂,可以使用市售的或独自合成的低分子量或高分子量的分散剂,使银粒子分散的溶剂、涂覆银粒子的分散液的前述绝缘性成型体(A)的种类等根据目的来适当选择即可。例如,可适当使用十二烷硫醇、1-辛烷硫醇、三苯基膦、十二烷基胺、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮;肉豆蔻酸、辛酸、硬脂酸等脂肪酸;胆酸、甘草酸、松香酸等具有羧基的多环式烃化合物等。这里,在后述的底漆层(B)上形成导电性金属层(M1)的情况下,从这2层的密合性变得良好出发,优选使用具有反应性官能团[Y]的化合物,该反应性官能团[Y]能与后述的底漆层(B)中使用的树脂所具有的反应性官能团[X]形成键。
作为具有反应性官能团[Y]的化合物,可列举例如具有氨基、酰胺基、羟烷基酰胺基、羧基、无水羧基、羰基、乙酰乙酰基、环氧基、脂环环氧基、氧杂环丁烷环、乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基、(封端化)异氰酸酯基、(烷氧基)甲硅烷基等的化合物、倍半硅氧烷化合物等。特别是从能进一步提高底漆层(B)与导电性金属层(M1)的密合性出发,前述反应性官能团[Y]优选为含碱性氮原子的基团。作为前述含碱性氮原子的基团,可列举例如亚氨基、伯氨基、仲氨基等。
前述含碱性氮原子的基团可以在1分子分散剂中存在单个或多个。通过在分散剂中含有多个碱性氮原子,从而含碱性氮原子的基团的一部分通过与银粒子的相互作用而有助于银粒子的分散稳定性,剩余的含碱性氮原子的基团有助于提高与前述绝缘性成型体(A)的密合性。另外,后述的底漆层(B)使用具有反应性官能团[X]的树脂的情况下,分散剂中的含碱性氮原子的基团能够在与该反应性官能团[X]之间形成键,能够更进一步提高后述的图案金属层(PM2)在前述绝缘性成型体(A)上的密合性,因而优选。
关于前述分散剂,从能够形成呈现银粒子的分散液的稳定性、涂覆性和在前述绝缘性成型体(A)上的良好密合性的导电性金属层(M1)出发,分散剂优选高分子分散剂,作为该高分子分散剂,优选聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺等聚亚烷基亚胺、聚氧化烯与前述聚亚烷基亚胺加成而得的化合物等。
作为聚氧化烯与前述聚亚烷基亚胺加成而得的化合物,可以是聚乙烯亚胺与聚氧化烯以直链状连接而成的物质,也可以是相对于由前述聚乙烯亚胺构成的主链,聚氧化烯接枝于其侧链而得的物质。
作为聚氧化烯与前述聚亚烷基亚胺加成而得的化合物的具体例,可列举例如聚乙烯亚胺与聚氧乙烯的嵌段共聚物;使氧化乙烯与存在于聚乙烯亚胺的主链中的亚氨基的一部分发生加成反应而导入聚氧乙烯结构而得的化合物;使聚亚烷基亚胺所具有的氨基、聚氧乙二醇所具有的羟基、以及环氧树脂所具有的环氧基进行反应而得的化合物等。
作为前述聚亚烷基亚胺的市售品,可列举株式会社日本触媒制的“EPOMIN(注册商标)PAO系列”的“PAO2006W”、“PAO306”、“PAO318”、“PAO718”等。
前述聚亚烷基亚胺的数均分子量优选为3,000~30,000的范围。
关于为了使前述银粒子分散所必需的前述分散剂的使用量,相对于前述银粒子100质量份,优选0.01~50质量份的范围,另外,从能够在前述绝缘性成型体(A)上或后述的底漆层(B)上形成呈现良好密合性的导电性金属层(M1)出发,相对于前述银粒子100质量份,优选0.1~10质量份的范围,进一步从能够提高前述导电性金属层(M1)的导电性出发,更优选0.1~5质量份的范围。
作为前述银粒子的分散液的制造方法,没有特别限制,可以使用各种方法来制造,例如,可以使在低真空气体中采用蒸发法等气相法制造的银粒子分散在溶剂中,也可以在液相中将银化合物还原而直接调制银粒子的分散液。气相、液相法中,均可以适当根据需要通过溶剂交换、溶剂添加来改变制造时的分散液和涂覆时的分散液的溶剂组成。气相、液相法中,从分散液的稳定性、制造工序的简便性出发,可以特别适宜地采用液相法。作为液相法,例如可以通过在前述高分子分散剂的存在下将银离子还原来制造。
前述银粒子的分散液中,可以进一步根据需要配合表面活性剂、流平剂、粘度调节剂、成膜助剂、消泡剂、防腐剂等有机化合物。
作为前述表面活性剂,可列举例如聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯苯乙烯苯基醚、聚氧乙烯山梨糖醇四油酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物等非离子系表面活性剂;油酸钠等脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基苯磺酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、萘磺酸盐、聚氧乙烯烷基硫酸盐、烷烃磺酸钠盐、烷基二苯基醚磺酸钠盐等阴离子系表面活性剂;烷基胺盐、烷基三甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐等阳离子系表面活性剂等。
作为前述流平剂,可使用通常的流平剂,可列举例如有机硅系化合物、乙炔二醇系化合物、氟系化合物等。
作为前述粘度调节剂,可使用通常的增粘剂,可列举例如能够通过调整为碱性而增粘的丙烯酸系聚合物、合成橡胶乳胶、能够通过分子缔合而增粘的聚氨酯树脂、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇、氢化蓖麻油、酰胺蜡、氧化聚乙烯、金属皂、二苄叉山梨醇等。
作为前述成膜助剂,可使用通常的成膜助剂,可列举例如二辛基磺基琥珀酸酯钠盐等阴离子系表面活性剂、山梨糖醇酐单油酸酯等疏水性非离子系表面活性剂、聚醚改性硅氧烷、硅油等。
作为前述消泡剂,可使用通常的消泡剂,可列举例如有机硅系消泡剂、非离子系表面活性剂、聚醚、高级醇、聚合物系表面活性剂等。
作为前述防腐剂,可使用通常的防腐剂,可列举例如异噻唑啉系防腐剂、三嗪系防腐剂、咪唑系防腐剂、吡啶系防腐剂、唑系防腐剂、吡啶硫酮系防腐剂等。
另外,作为本发明的更优选方式,有如下方法(工序1’):在绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)之前,在绝缘性成型体(A)上形成底漆层(B),然后在该层上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)。设置该底漆层(B)的方法能够更进一步提高金属图案层(PM2)与前述绝缘性成型体(A)的密合性,因而优选。
前述底漆层(B)可以通过在前述绝缘性成型体(A)的表面的一部分或整面涂覆底漆,并将前述底漆中所含的水性介质、有机溶剂等溶剂除去来形成。这里,所谓底漆,是出于提高金属图案层(PM2)与绝缘性成型体(A)的密合性的目的而使用的,是使后述的各种树脂溶解或分散于溶剂中而得的液状组合物。
作为将前述底漆涂覆于前述绝缘性成型体(A)的方法,只要能够良好地形成底漆层(B)则没有特别限制,根据所使用的绝缘性成型体(A)的形状、尺寸、刚柔程度等适当选择各种涂覆方法即可。作为具体的涂覆方法,可列举例如凹版法、胶版法、柔版法、移印法、凹版胶版法、凸版法、凸版反转法、丝网印刷法、微接触法、反向印刷法、气刮刀(air doctor)涂布法、刮刀涂布法、气刀(air knife)涂布法、挤压涂布法、含浸涂布法、转印辊涂布法、吻合涂布法、铸涂法、喷涂法、喷墨法、模涂法、旋涂法、棒涂法、浸涂法等。
另外,关于在膜、片、板状的前述绝缘性成型体(A)的两面涂覆前述底漆的方法,只要能够良好地形成底漆层(B)则没有特别限制,适当选择上述例示的涂覆方法即可。此时,前述底漆层(B)可以同时在前述绝缘性成型体(A)的两面形成,也可以在前述绝缘性成型体(A)的单面形成后再在另一面形成。进一步,前述绝缘性成型体(A)为立体形状的成型体的情况下,根据成型体的尺寸、形状来适当选择上述例示的涂覆方法即可,优选喷涂法、喷墨法、浸涂法等。
出于提高底漆的涂覆性、提高前述金属图案层(PM2)与基材的密合性的目的,前述绝缘性成型体(A)可以在底漆涂覆前(工序1’)进行表面处理。作为前述绝缘性成型体(A)的表面处理方法,可以采用与在上述绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)时的表面处理方法同样的方法。
作为在绝缘性成型体(A)的表面涂覆前述底漆后将该涂覆层所含的溶剂除去而形成底漆层(B)的方法,通常的方法例如为使用干燥机使其干燥而使前述溶剂挥发。作为干燥温度,只要设定为能够使前述溶剂挥发且不对前述绝缘性成型体(A)造成不良影响的范围的温度即可,可以是室温干燥也可以是加热干燥。具体的干燥温度优选20~350℃的范围,更优选60~300℃的范围。另外,干燥时间优选1~200分钟的范围,更优选1~60分钟的范围。
关于上述干燥,可以进行送风,也可以不特别进行送风。另外,干燥可以在大气中进行,也可以在氮、氩等的置换气氛或气流下进行,也可以在真空下进行。
前述绝缘性成型体(A)为单张的膜、片、板、或三维立体形状的成型体的情况下,除了在涂覆位置的自然干燥之外,还可以在送风、定温干燥器等干燥器内进行。另外,前述绝缘性成型体(A)为卷膜、卷片的情况下,可以在涂覆工序后,接着使卷材在设置的非加热或加热空间内连续移动,从而进行干燥。
前述底漆层(B)的膜厚根据使用本发明制造的具有金属图案的成型体的规格、用途来适当选择即可,从能够进一步提高前述绝缘性成型体(A)与前述图案金属层(PM2)的密合性出发,优选10nm~30μm的范围,更优选10nm~1μm的范围,进一步优选10nm~500nm的范围。
当前述银粒子的分散剂使用具有反应性官能团[Y]的物质时,形成底漆层(B)的树脂优选为具备对于反应性官能团[Y]具有反应性的反应性官能团[X]的树脂。作为前述反应性官能团[X],可列举例如氨基、酰胺基、羟烷基酰胺基、羧基、无水羧基、羰基、乙酰乙酰基、环氧基、脂环环氧基、氧杂环丁烷环、乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基、(封端化)异氰酸酯基、(烷氧基)甲硅烷基等。另外,作为形成底漆层(B)的化合物,也可以使用倍半硅氧烷化合物。
尤其在前述分散剂中的反应性官能团[Y]为含碱性氮原子的基团的情况下,从能够更加提高金属图案层(PM2)在前述绝缘性成型体(A)上的密合性出发,形成底漆层(B)的树脂优选具有羧基、羰基、乙酰乙酰基、环氧基、脂环环氧基、羟烷基酰胺基、异氰酸酯基、乙烯基、(甲基)丙烯酰基、烯丙基作为反应性官能团[X]。
作为形成前述底漆层(B)的树脂,可列举例如聚氨酯树脂、丙烯酸系树脂、以聚氨酯树脂为壳且以丙烯酸系树脂为核的核/壳型复合树脂、环氧树脂、酰亚胺树脂、酰胺树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、使苯酚等封端化剂与多异氰酸酯反应而得的封端异氰酸酯聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。需说明的是,以聚氨酯树脂为壳且以丙烯酸系树脂为核的核/壳型复合树脂例如可通过在聚氨酯树脂的存在下将丙烯酸系单体聚合而得到。另外,这些树脂可以使用1种也可以并用2种以上。
上述形成底漆层(B)的树脂中,从能够更加提高金属图案层(PM2)在绝缘性成型体(A)上的密合性出发,优选通过加热而生成还原性化合物的树脂。作为前述还原性化合物,可列举例如酚化合物、芳香族胺化合物、硫化合物、磷酸化合物、醛化合物等。这些还原性化合物中,优选酚化合物、醛化合物。
在底漆中使用通过加热而生成还原性化合物的树脂的情况下,在形成底漆层(B)时的加热干燥工序中生成甲醛、苯酚等还原性化合物。作为通过加热而生成还原性化合物的树脂的具体例,可列举例如使包含N-羟烷基(甲基)丙烯酰胺的单体聚合而得的树脂、以聚氨酯树脂为壳且以使包含N-羟烷基(甲基)丙烯酰胺的单体聚合而得的树脂为核的核/壳型复合树脂、尿素-甲醛-甲醇缩合物、尿素-三聚氰胺-甲醛-甲醇缩合物、聚N-烷氧基羟甲基(甲基)丙烯酰胺、聚(甲基)丙烯酰胺的甲醛加成物、三聚氰胺树脂等通过加热而生成甲醛的树脂;酚醛树脂、苯酚封端异氰酸酯等通过加热而生成酚化合物的树脂等。这些树脂中,从提高密合性的观点出发,优选以聚氨酯树脂为壳且以使包含N-羟烷基(甲基)丙烯酰胺的单体聚合而得的树脂为核的核/壳型复合树脂、三聚氰胺树脂、苯酚封端异氰酸酯。
需说明的是,本发明中,“(甲基)丙烯酰胺”是指“甲基丙烯酰胺”和“丙烯酰胺”中的一者或两者,“(甲基)丙烯酸”是指“甲基丙烯酸”和“丙烯酸”中的一者或两者。
关于通过加热而生成还原性化合物的树脂,可通过自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等聚合方法使具有通过加热而生成还原性化合物的官能团的单体聚合,从而得到。
作为具有通过加热而生成还原性化合物的官能团的单体,可列举例如N-羟烷基乙烯基单体,具体而言,可列举N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-戊氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙醇(甲基)丙烯酰胺、N-丙醇(甲基)丙烯酰胺等。
另外,在制造上述通过加热而生成还原性化合物的树脂时,也可以将具有通过加热而生成还原性化合物的官能团的单体等与(甲基)丙烯酸烷基酯等其他各种单体共聚。
使用前述封端异氰酸酯作为形成前述底漆层(B)的树脂的情况下,在异氰酸酯基间通过自身反应而形成脲二酮键,或者异氰酸酯基与其他成分所具有的官能团形成键,从而形成底漆层(B)。此时形成的键可以在涂覆前述银粒子分散液前形成,也可以不在涂覆前述银粒子分散液前形成而是在涂覆前述银粒子分散液后通过加热而形成。
作为前述封端异氰酸酯,可列举具有异氰酸酯基被封端剂封锁而形成的官能团的封端异氰酸酯。
前述封端异氰酸酯中,相对于每1摩尔封端异氰酸酯,优选具有350~600g/mol范围的前述官能团。
从提高密合性的观点出发,前述官能团在前述封端异氰酸酯的1分子中优选具有1~10个,更优选具有2~5个。
另外,从提高密合性的观点出发,前述封端异氰酸酯的数均分子量优选1,500~5,000的范围,更优选1,500~3,000的范围。
进一步,作为前述封端异氰酸酯,从进一步提高密合性的观点出发,优选具有芳香环。作为前述芳香环,可列举苯基、萘基等。
需说明的是,前述封端异氰酸酯可以通过使异氰酸酯化合物所具有的异氰酸酯基的一部分或全部与封端剂反应来制造。
作为成为前述封端异氰酸酯的原料的异氰酸酯化合物,可列举例如4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、碳二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、粗制二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯等具有芳香环的多异氰酸酯化合物;六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯等脂肪族多异氰酸酯化合物或具有脂环式结构的多异氰酸酯化合物等。另外,还可列举前述的多异氰酸酯化合物它们的缩二脲体、异氰脲酸酯体、加合物等。
另外,作为前述异氰酸酯化合物,可列举使上述例示的多异氰酸酯化合物与具有羟基或氨基的化合物等反应而得的异氰酸酯化合物。
在前述封端异氰酸酯中导入芳香环的情况下,优选使用具有芳香环的多异氰酸酯化合物。另外,具有芳香环的多异氰酸酯化合物中,优选4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的异氰脲酸酯体、甲苯二异氰酸酯的异氰脲酸酯体。
作为前述封端异氰酸酯的制造中使用的封端化剂,可列举例如苯酚、甲酚等酚化合物;ε-己内酰胺、δ-戊内酰胺、γ-丁内酰胺等内酰胺化合物;甲酰胺肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、甲基异丁基酮肟、环己酮肟等肟化合物;2-羟基吡啶、丁基溶纤剂、丙二醇单甲基醚、苄醇、甲醇、乙醇、正丁醇、异丁醇、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮、丁基硫醇、十二烷基硫醇、乙酰苯胺、乙酰胺、琥珀酸酰亚胺、马来酸酰亚胺、咪唑、2-甲基咪唑、尿素、硫脲、乙烯脲、二苯基苯胺、苯胺、咔唑、乙烯亚胺、聚乙烯亚胺、1H-吡唑、3-甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑等。这些之中,优选能够通过在70~200℃的范围加热而解离并生成异氰酸酯基的封端化剂,更优选能够通过在110~180℃的范围加热而解离并生成异氰酸酯基的封端化剂。具体而言,优选酚化合物、内酰胺化合物、肟化合物,特别是酚化合物,由于封端化剂在通过加热而脱离时成为还原性化合物,因而更优选。
作为前述封端异氰酸酯的制造方法,可列举例如使预先制造的前述异氰酸酯化合物与前述封端化剂混合、反应的方法,将前述异氰酸酯化合物的制造中所使用的原料与前述封端化剂一起混合、反应的方法等。
更具体而言,前述封端异氰酸酯可以通过使前述多异氰酸酯化合物与具有羟基或氨基的化合物反应从而制造在末端具有异氰酸酯基的异氰酸酯化合物,接下来,使前述异氰酸酯化合物与前述封端化剂混合、反应,从而制造。
由上述方法得到的封端异氰酸酯在形成前述底漆层(B)的树脂中的含有比率优选50~100质量%的范围,更优选70~100质量%的范围。
作为前述三聚氰胺树脂,可列举例如相对于1摩尔三聚氰胺加成1~6摩尔甲醛而得的单或多羟甲基三聚氰胺;三甲氧基羟甲基三聚氰胺、三丁氧基羟甲基三聚氰胺、六甲氧基羟甲基三聚氰胺等(多)羟甲基三聚氰胺的醚化物(醚化度为任意);尿素-三聚氰胺-甲醛-甲醇缩合物等。
另外,除了使用上述那样通过加热而生成还原性化合物的树脂的方法之外,还可列举在树脂中添加还原性化合物的方法。这种情况中,作为添加的还原性化合物,可列举例如酚系抗氧化剂、芳香族胺系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、磷酸系抗氧化剂、维生素C、维生素E、乙二胺四乙酸钠、亚硫酸盐、次磷酸、次磷酸盐、肼、甲醛、硼氢化钠、二甲胺硼烷、苯酚等。
本发明中,关于在树脂中添加还原性化合物的方法,由于最终有可能由于低分子量成分、离子性化合物残留而导致电特性降低,因此更优选使用通过加热而生成还原性化合物的树脂的方法。
关于用于形成前述底漆层(B)的底漆,从涂覆性、成膜性的观点出发,底漆中优选含有1~70质量%的前述树脂,更优选含有1~20质量%。
另外,作为前述底漆中可使用的溶剂,可列举各种有机溶剂、水性介质。作为前述有机溶剂,可列举例如甲苯、乙酸乙酯、甲基乙基酮、环己酮等,作为前述水性介质,可列举水、与水混合的有机溶剂、以及它们的混合物。
作为前述与水混合的有机溶剂,可列举例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丁醇、乙基卡必醇、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等醇溶剂;丙酮、甲基乙基酮等酮溶剂;乙二醇、二乙二醇、丙二醇等亚烷基二醇溶剂;聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇等聚亚烷基二醇溶剂;N-甲基-2-吡咯烷酮等内酰胺溶剂等。
另外,形成前述底漆层(B)的树脂可以根据需要具有例如烷氧基甲硅烷基、硅烷醇基、羟基、氨基等有助于交联反应的官能团。关于利用这些官能团形成的交联结构,可以在后续工序的形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序以前已经形成了交联结构,另外也可以在形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序以后形成交联结构。在形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序以后形成交联结构的情况下,可以在形成前述金属图案层(PM2)之前在前述底漆层(B)形成有交联结构,也可以在形成前述金属图案层(PM2)之后例如通过蚀刻而在前述底漆层(B)形成交联结构。
前述底漆层(B)中,可以根据需要适当添加交联剂、以及pH调节剂、皮膜形成助剂、流平剂、增粘剂、拒水剂、消泡剂等公知的物质。
作为前述交联剂,可列举例如金属螯合化合物、多胺化合物、氮丙啶化合物、金属盐化合物、异氰酸酯化合物等,可列举在25~100℃程度的较低温度反应而形成交联结构的热交联剂、三聚氰胺系化合物、环氧系化合物、噁唑啉化合物、碳二亚胺化合物、封端异氰酸酯化合物等在100℃以上的较高温度反应而形成交联结构的热交联剂、各种光交联剂。
前述交联剂的使用量虽然根据种类不同而不同,但从提高图案金属层(PM2)在前述绝缘性成型体(A)上的密合性的观点出发,相对于前述底漆所含的树脂的合计100质量份,优选0.01~60质量份的范围,更优选0.1~10质量份的范围,进一步优选0.1~5质量份的范围。
使用前述交联剂的情况下,可以在后续工序的形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序以前已经形成了交联结构,另外也可以在形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序以后形成交联结构。在形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的工序以后形成交联结构的情况下,可以在形成前述图案金属层(PM2)之前在前述底漆层(B)形成交联结构,也可以在形成前述图案金属层(PM2)之后通过例如蚀刻而在前述底漆层(B)形成交联结构。
本发明的工序1’中,在前述底漆层(B)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的方法与在绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1)的方法同样。
另外,关于前述底漆层(B),也与前述绝缘性成型体(A)同样,出于提高前述银粒子分散液的涂覆性、提高金属图案层(PM2)在前述绝缘性成型体(A)上的密合性的目的,可以在涂覆银粒子分散液之前进行表面处理。
在本发明的工序2中,将前述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而分离成图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)。为了将前述导电性金属层(M1)分离成图案形成区域(PM1)和非图案形成区域(NPM1),将目标的金属图案的形成区域(PM1)和非图案形成区域(NPM1)的边界部的导电性金属层(M1)除去即可。作为将边界部的导电性金属层(M1)除去的方法,可列举机械地削去导电性金属层(M1)的方法、通过照射电磁波而除去的方法等。机械地削去导电性金属层(M1)的方法可使用例如EPRONICS公司的基板加工机等。另外,作为照射电磁波而除去的方法,可列举使用X射线、脉冲闪光灯、激光等的方法。
在将前述边界部的导电性金属层(M1)除去的方法中,从图案形成的分辨率高、容易应对各种成型体形状出发,优选照射电磁波而除去的方法,照射电磁波的方法中,从照射能量高、容易除去导电性金属层(M1)、工业上使用的简便性出发,优选使用激光。
作为所使用的激光,可使用公知惯用的红外线激光、可见光激光、紫外线激光,可以是连续振荡激光,也可以是脉冲激光。作为前述红外线激光,可列举例如二氧化碳气体(CO2)激光、Nd:YAG激光、Er:YAG激光、Yb:YAG激光、Tm:YAG激光、Nd:YLF激光、Nd:玻璃激光、Nd:YVO4激光、Cr镁橄榄石激光、钛蓝宝石激光、紫翠玉激光等。另外,作为可见光激光,可列举例如玻璃激光、红宝石激光、铜蒸气激光、色素激光、和各种红外线激光的二次谐波等。进一步,作为紫外线激光,可列举氮激光、受激准分子激光、和各种红外线激光的三次、四次谐波等。另外,可根据目的选择各种波长的半导体激光和半导体激光的谐波。
关于将前述边界部的导电性金属层(M1)除去的激光,为了沿着期望的图案形状照射激光,优选具有使用检流计式扫描仪、光纤等且能够在导电性金属层(M1)上高速移动激光的照射部的扫描体系。这样的扫描体系可以将激光振荡机与检流计式扫描仪、光纤组合来制作,也可以使用市售的激光加工机、激光打标机等。
上述各种激光中,二氧化碳气体(CO2)激光、Nd:YAG激光、Er:YAG激光、Yb:YAG激光、Tm:YAG激光、Nd:YLF激光、Nd:玻璃激光、Nd:YVO4激光、和半导体激光有市售的作为激光加工机、激光打标机的体系,因此适于在工业上利用。
工序2中,在前述导电性金属层(M1)的图案形成区域与非图案形成区域的边界一边使激光沿着期望的图案移动(扫描)一边照射,从而将前述导电性金属层(M1)除去,分离成图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)。将前述导电性金属层(M1)除去时,可以将与前述导电性金属层(M1)一起照射了激光的前述导电性金属层(M1)下的前述绝缘性基材(A)的表面、或前述底漆层(B)的表面、或前述底漆层(B)和前述绝缘性基材(A)的表面同时除去。
本发明的工序3中,将如上述那样操作而形成的图案形成区域的导电性金属层(PM1)作为阴极而进行电镀处理,从而在图案形成区域的导电性金属层(PM1)上形成作为镀敷金属层的图案金属层(PM2)。由于非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)不通电,因此非图案形成区域不会由于电镀处理而厚膜化。
作为构成前述图案金属层(PM2)的金属,可列举例如铜、镍、铬、锌、锡、金、银、铑、钯、铂等。这些金属中,当形成的金属图案为导体电路图案的情况下,从价格低且电阻值低出发,优选铜,优选通过电镀铜来形成前述图案金属层(PM2)。电镀铜只要采用公知惯用的方法进行即可,优选使用硫酸铜浴的硫酸铜镀法。
构成前述图案金属层(PM2)的镀敷金属可以使用1种也可以并用2种以上。例如,当形成的金属图案为装饰图案的情况下,以缓和镀敷金属的应力为目的,在最外层的镍-铬镀敷的下层实施镀铜。关于此时的镀敷,可以在前述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上进行电镀镍后、进行电镀铜、进一步进行电镀镍、电镀铬,也可以在前述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上进行电镀铜、然后进行电镀镍、电镀铬。
另外,本发明的具有金属图案的成型体的制造方法中,以缓和镀敷膜的应力、提高密合力为目的,可以在镀敷后进行退火。退火可以在后述工序4的蚀刻之前进行,也可以在蚀刻之后进行,也可以在蚀刻的之前之后进行。
关于退火的温度,根据所用基材的耐热性、使用目的在40~300℃的温度范围内适当选择即可,优选40~250℃的范围,从抑制镀敷膜的氧化劣化的目的出发,更优选40~200℃的范围。另外,关于退火的时间,在40~200℃的温度范围的情况下,优选为10分钟~10天,在超过200℃的温度下的退火优选为5分钟~10小时程度。另外,对镀敷膜进行退火时,可以适当在镀敷膜表面赋予防锈剂。
本发明的工序4中,利用蚀刻液将前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)除去时所用的蚀刻液优选选择性地仅蚀刻前述导电性金属层(M1)、不蚀刻前述金属图案层(M2)。这里,由于前述导电性金属层(M1)含有银粒子,因此优选溶解银的速度快的蚀刻液。作为这样的蚀刻液的组成,可列举例如稀硝酸、羧酸与过氧化氢的混合物、氨水与过氧化氢的混合物、盐酸、盐酸与硝酸的混合物、硫酸与硝酸的混合物、硫酸与硝酸与有机酸(例如乙酸等)的混合物、磷酸与硝酸与有机酸(例如乙酸等)的混合物等。
使用铜作为构成前述金属图案层(PM2)的金属的情况下,在本发明的工序4中,将前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)除去时,优选尽量不蚀刻铜、能够高效地仅将银除去的蚀刻液。作为这样的蚀刻液,可列举羧酸与过氧化氢的混合物。
作为前述羧酸,可列举例如乙酸、甲酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、没食子酸、苯六酸、肉桂酸、丙酮酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸、马来酸、乌头酸、戊二酸、己二酸、氨基酸等。这些羧酸可以使用1种也可以并用2种以上。这些羧酸中,从作为蚀刻液的制造、操作容易出发,优选主要使用乙酸。
如果使用羧酸与过氧化氢的混合物作为蚀刻液,则认为通过过氧化氢与羧酸反应而生成过羧酸(过氧羧酸)。推测,生成的过羧酸会抑制构成图案金属层(PM2)的铜的溶解,并且优先溶解构成导电性金属层(M1)的银。
作为前述羧酸与过氧化氢的混合物的混合比例,从能够抑制金属图案层(PM2)的溶解出发,相对于1摩尔羧酸,优选过氧化氢为2~100摩尔的范围,更优选过氧化氢为2~50摩尔的范围。
前述羧酸与过氧化氢的混合物优选为利用水稀释而得的水溶液。另外,从能够抑制蚀刻液的温度上升的影响出发,前述水溶液中的前述羧酸与过氧化氢的混合物的含有比率优选2~65质量%的范围,更优选2~30质量%的范围。
作为上述稀释所用的水,优选使用离子交换水、纯水、超纯水等除去了离子性物质、杂质的水。
前述蚀刻液中,可以进一步添加用于保护前述金属图案层(PM2)、抑制溶解的保护剂。将前述金属图案层(PM2)设为电镀铜层的情况下,优选使用唑化合物作为保护剂。
作为前述唑化合物,可列举例如咪唑、吡唑、三唑、四唑、噁唑、噻唑、硒唑、噁二唑、噻二唑、噁三唑、噻三唑等。
作为前述唑化合物的具体例,可列举例如2-甲基苯并咪唑、氨基三唑、1,2,3-苯并三唑、4-氨基苯并三唑、1-双氨基甲基苯并三唑、氨基四唑、苯基四唑、2-苯基噻唑、苯并噻唑等。这些唑化合物可以使用1种也可以并用2种以上。
前述唑化合物在蚀刻液中的浓度优选为0.001~2质量%的范围,更优选为0.01~0.2质量%的范围。
另外,前述蚀刻液中,在将前述金属图案层(PM2)设为电镀铜层的情况下,从能够抑制电镀铜层的溶解出发,优选添加聚亚烷基二醇作为保护剂。
作为前述聚亚烷基二醇,可列举例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等水溶性物质等。这些之中,优选聚乙二醇。另外,作为聚亚烷基二醇的数均分子量,优选200~20,000的范围。
前述聚亚烷基二醇在蚀刻液中的浓度优选为0.001~2质量%的范围,更优选为0.01~1质量%的范围。
前述蚀刻液中,为了抑制pH的变动,还可以根据需要配合有机酸的钠盐、钾盐、铵盐等添加剂。
本发明的工序4中前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的除去可以通过如下方式来进行:在通过电镀而形成厚膜化的前述金属图案层(PM2)后,将基材浸渍于前述蚀刻液,或者通过喷雾器等将蚀刻液喷雾在前述基材上。
当图案金属层(PM2)如上述那样由多种金属构成的情况下,可以在进行电镀后,利用蚀刻液来进行非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的除去,进一步进行其他种类金属的电镀,也可以在进行多种电镀后利用蚀刻液进行除去。
使用蚀刻装置将前述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)除去的情况下,例如可以在按照成为预定组成的方式调制前述蚀刻液的所有成分之后供给至蚀刻装置,也可以将前述蚀刻液的各成分分别供给至蚀刻装置,在装置内混合前述各成分,按照成为预定组成的方式进行调制。
前述蚀刻液优选在10~35℃的温度范围使用,尤其在使用含有过氧化氢的蚀刻液的情况下,从能够抑制过氧化氢的分解出发,优选在30℃以下的温度范围使用。
本发明的工序4中,利用前述蚀刻液对非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)进行除去处理后,出于防止溶解于蚀刻液中的银成分附着、残留于印刷配线板上的目的,除了水洗以外可以进一步进行清洗操作。清洗操作时,优选使用溶解氧化银、硫化银、氯化银但几乎不溶解银的清洗溶液。具体而言,优选使用含有硫代硫酸盐或三(3-羟烷基)膦的水溶液、或含有巯基羧酸或其盐的水溶液作为清洗药剂。
作为前述硫代硫酸盐,可列举例如硫代硫酸铵、硫代硫酸钠、硫代硫酸钾等。另外,作为前述三(3-羟烷基)膦,可列举例如三(3-羟甲基)膦、三(3-羟乙基)膦、三(3-羟丙基)膦等。这些硫代硫酸盐或三(3-羟烷基)膦分别可以使用1种也可以并用2种以上。
作为使用含有硫代硫酸盐的水溶液时的浓度,根据工序时间、所使用的清洗装置的特性等适宜设定即可,优选0.1~40质量%的范围,从清洗效率、连续使用时药剂的稳定性的观点考虑,更优选1~30质量%的范围。
另外,作为使用含有前述三(3-羟烷基)膦的水溶液时的浓度,根据工序时间、所使用的清洗装置的特性等适宜设定即可,优选0.1~50质量%的范围,从清洗效率、连续使用时药剂的稳定性的观点考虑,更优选1~40质量%的范围。
作为前述巯基羧酸,可列举例如巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸、硫代苹果酸、半胱氨酸、N-乙酰基半胱氨酸等。另外,作为前述巯基羧酸的盐,可列举例如碱金属盐、铵盐、胺盐等。
作为使用巯基羧酸或其盐的水溶液时的浓度,优选0.1~20质量%的范围,从清洗效率、大量处理时的工艺成本的观点考虑,更优选0.5~15质量%的范围。
作为进行上述清洗操作的方法,可列举例如将前述工序4中得到的印刷配线板浸渍于前述清洗溶液的方法、通过喷雾器等将清洗溶液喷雾于前述印刷配线板的方法等。关于清洗溶液的温度,可以在室温(25℃)使用,但从不受外界气温影响、可稳定地进行清洗处理出发,例如可以将温度设定为30℃而使用。
另外,前述工序4的利用蚀刻液除去非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)的工序和清洗操作可以根据需要反复进行。
关于通过本发明的制造方法形成的前述金属图案层(PM2),主要出于保护金属层的目的,表层可以通过非电解镀而被其他种类金属层覆盖。例如,当形成的金属图案为导体电路图案的情况下,由铜形成的图案金属层(PM2)可以适当根据需要实施镍/金镀敷、镍/钯/金镀敷、钯/金镀敷。
通过以上描述的本发明的具有金属图案的成型体的制造方法,不需要复杂的双色成型、使用光致抗蚀剂的暗室内的曝光、显影等繁杂的操作、且不使用昂贵的真空装置,能够制造在其表面具备密合性高、表面具有平滑的金属图案的平面或三维立体形状的成型体。因而,通过本发明的具有金属图案的成型体的制造方法,能够以低成本提供各种形状、尺寸的高密度、高性能的印刷配线板、具有立体配线的成型电路部件(MID;MoldedInterconnect Device),因此在印刷配线的领域中产业上的利用性高。另外,本发明的具有金属图案的成型体的制造方法能够用于在基材表面具有经图案化的金属层的各种电子构件,还可以应用于例如连接器、电磁波屏蔽体、RFID等天线等。
进一步,通过本发明的具有金属图案的成型体的制造方法制造的具有金属图案的成型体不仅可以用于电子构件,还可以用于在各种形状、尺寸的成型体上具有经图案化的金属层的功能部件、装饰镀敷等用途。
实施例
以下,通过实施例来详细说明本发明。
[制造例1:底漆(B-1)的制造]
在具备温度计、氮气导入管、搅拌器的经氮置换的容器中,使100质量份聚酯多元醇(使1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇和己二酸反应而得的聚酯多元醇)、17.6质量份2,2-二羟甲基丙酸、21.7质量份1,4-环己烷二甲醇和106.2质量份二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯在178质量份甲基乙基酮的混合溶剂中反应,从而得到在末端具有异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物溶液。
接下来,在前述氨基甲酸酯预聚物溶液中加入13.3质量份三乙胺,将前述氨基甲酸酯预聚物所具有的羧基中和,进一步加入380质量份水并充分搅拌,从而得到氨基甲酸酯预聚物的水性分散液。
在上述所得的氨基甲酸酯预聚物的水性分散液中,加入8.8质量份25质量%乙二胺水溶液并搅拌,从而对氨基甲酸酯预聚物进行链延长。接下来进行熟化、脱溶剂,从而得到聚氨酯树脂的水性分散液(不挥发成分30质量%)。前述聚氨酯树脂的重均分子量为53,000。
接下来,在具备搅拌机、回流冷凝管、氮导入管、温度计、单体混合物滴加用滴液漏斗、聚合催化剂滴加用滴液漏斗的反应容器中加入140质量份去离子水、100质量份上述所得的聚氨酯树脂的水分散液,一边吹入氮气一边升温至80℃。然后,一边搅拌,一边在将反应容器内温度保持在80℃的同时用120分钟将包含60质量份甲基丙烯酸甲酯、30质量份丙烯酸正丁酯和10质量份N-正丁氧基甲基丙烯酰胺的单体混合物、以及20质量份0.5质量%过硫酸铵水溶液分别从不同的滴液漏斗进行滴加。
滴加结束后,进一步在相同温度搅拌60分钟后,将反应容器内的温度冷却至40℃,按照不挥发成分成为20质量%的方式用去离子水稀释后,用200目滤布过滤,从而得到底漆层用树脂组合物的水分散液,该底漆层用树脂组合物是以前述聚氨酯树脂为壳层、且以将甲基丙烯酸甲酯等作为原料的丙烯酸系树脂为核层的核/壳型复合树脂。接下来,按照异丙醇与水的质量比例成为7/3、不挥发成分成为2质量%的方式在该水分散液中加入异丙醇和去离子水并混合,得到底漆(B-1)。
[制造例2:底漆(B-2)的制造]
在具备搅拌机、回流冷凝管、氮导入管、温度计、滴液漏斗的反应容器中加入350质量份去离子水、4质量份表面活性剂(花王株式会社制“LATEMUL E-118B”:有效成分25质量%),一边吹入氮气一边升温至70℃。
搅拌下,在反应容器中添加将包含47.0质量份甲基丙烯酸甲酯、5.0质量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、45.0质量份丙烯酸正丁酯、3.0质量份甲基丙烯酸的乙烯基单体混合物、4质量份表面活性剂(第一工业制药株式会社制“Aqualon KH-1025”:有效成分25质量%)以及15质量份去离子水混合而得的单体预乳液的一部分(5质量份),接着添加0.1质量份过硫酸钾,一边将反应容器内温度保持在70℃一边使其聚合60分钟。
接下来,一边将反应容器内的温度保持在70℃,一边将剩余的单体预乳液(114质量份)和过硫酸钾的水溶液(有效成分1.0质量%)30质量份分别用不同的滴液漏斗经180分钟进行滴加。滴加结束后,在相同温度搅拌60分钟。
将前述反应容器内的温度冷却至40℃,接下来,按照不挥发成分成为10.0质量%的方式使用去离子水后,用200目滤布过滤,从而得到本发明所使用的底漆层用树脂组合物。接下来,在该树脂组合物中加入水进行稀释混合,从而得到不挥发成分5质量%的底漆(B-2)。
[制造例3:底漆(B-3)的制造]
在具备温度计、氮气导入管、搅拌机的反应容器中一边导入氮气一边加入830质量份对苯二甲酸、830质量份间苯二甲酸、685质量份1,6-己二醇、604质量份新戊二醇和0.5质量份二丁基氧化锡,在180~230℃,直至酸值成为1以下为止,在230℃进行缩聚反应15小时,得到羟值55.9、酸值0.2的聚酯多元醇。
接下来,将上述所得的1,000质量份聚酯多元醇在减压下于100℃进行脱水,冷却至80℃后,加入883质量份甲基乙基酮,充分搅拌、溶解,加入80质量份2,2-二羟甲基丙酸,接下来加入244质量份异佛尔酮二异氰酸酯,在70℃使其反应8小时。
上述反应结束后,冷却至40℃,加入60质量份三乙胺进行中和后,与4700质量份水混合,得到透明的反应产物。在40~60℃的减压下从前述反应产物除去甲基乙基酮,接下来,混合水,从而得到固体成分10质量%的底漆(B-3)。
[调制例1:银粒子分散液的调制]
在45质量份乙二醇和55质量份离子交换水的混合溶剂中,使用将聚氧乙烯与聚乙烯亚胺加成而得的化合物作为分散剂,使平均粒径30nm的银粒子分散,从而调制含有银粒子和分散剂的分散体。接下来,在所得的分散体中添加离子交换水、乙醇和表面活性剂,调制5质量%的银粒子分散液。
[调制例2:银用蚀刻液的调制]
在47.4质量份水中加入2.6质量份乙酸,进一步加入50质量份35质量%过氧化氢水,调制银用蚀刻液。该银用蚀刻液的过氧化氢与羧酸的摩尔比(过氧化氢/羧酸)为13.6,银用蚀刻液(1)中的过氧化氢和羧酸的混合物的含有比率为22.4质量%。
[调制例4:黑着色底漆(B-4)的调制]
相对于100质量份的前述制造例3中得到的底漆(B-3),加入2质量份的黑着色剂(DIC株式会社制“DILAC Black HS9530”),进一步加入异丁醇进行搅拌,从而调制不挥发成分6质量%的黑色着色底漆(B-4)。
[制作例1:聚苯硫醚(PPS)成型体的制作]
将100质量份线性聚苯硫醚(依据ASTM D1238-86的MFR:600g/10分钟)、58.8质量份短切玻璃纤维(旭玻璃纤维株式会社制“FT562”、纤维状无机填充材)、8.4质量份乙烯-甲基丙烯酸共聚物锌离子型(三井杜邦化学株式会社制“HIMILAN 1855”)和0.8质量份褐煤酸复合酯蜡(科莱恩日本株式会社制“Licolub WE40”)均匀混合后,使用
Figure BDA0002813479620000281
的双螺杆挤出机在290~330℃进行熔融混炼,得到聚苯硫醚树脂组合物。将所得的聚苯硫醚树脂组合物用注射成型机成型,从而制作50mm×105mm×2mm尺寸的PPS成型体。
(实施例1)
使用台式小型涂布机(RK Print Coat Instruments公司制“K PrintingProofer”),将由调制例1所得的银粒子分散液按照干燥后的平均厚度成为60nm的方式涂覆于聚酰亚胺膜(东丽杜邦株式会社制“Kapton 150EN-C”;厚度38μm)的表面。接下来,用热风干燥机在200℃干燥30分钟,从而在聚酰亚胺膜的表面形成含有银粒子的导电性金属层(图1)。
使用激光绘图装置(株式会社KEYENCE制“MD-V9900A”;YVO4激光、波长1,064nm),在导电性金属层上以激光强度50%、绘图速度500mm/秒、频率50kHz进行激光照射,分离成直线状的图案形成区域(图2的3)和非图案形成区域(图2的4)。需说明的是,图案形成区域设为200μm宽的直线图。
接下来,将图案形成区域的导电性金属层(图2的3)设定于阴极,以含磷铜为阳极,使用含硫酸铜的电镀液(硫酸铜70g/L、硫酸200g/L、氯离子50mg/L、添加剂(奥野制药工业株式会社制“TOP LUCINA SF-M”),以电流密度2.5A/dm2进行电镀20分钟,从而在图案形成区域形成线宽200μm的基于电镀铜的图案金属层(膜厚10μm)(图3)。
将由上述所得的膜在上述调制例2中调制的银用蚀刻液中于25℃浸渍3分钟,从而非图案形成区域的导电性金属层除去,得到具有金属图案的成型体(图4)。
(实施例2)
将含有银粒子的导电性金属层的厚度从60nm变为100nm,将在银用蚀刻液中的浸渍时间从3分钟改为5分钟,除此之外,与实施例1同样地操作,在聚酰亚胺基材上形成线宽200μm、厚度10μm的直线状的由铜构成的图案金属层,得到具有金属图案的成型体。
(实施例3)
使用台式小型涂布机(RK Print Coat Instruments公司制“K PrintingProofer”),将由制造例1所得的底漆(B-1)按照干燥后的厚度成为100nm的方式涂覆于聚酰亚胺膜(东丽杜邦株式会社制“Kapton 150EN-C”、厚度38μm)的表面。接下来,用热风干燥机在80℃干燥5分钟,从而在聚酰亚胺膜的表面形成底漆层。
接下来,使用台式小型涂布机(RK Print Coat Instruments公司制“K PrintingProofer”),将由调制例1所得的银粒子分散液按照干燥后的平均厚度成为250nm的方式涂覆于底漆层的表面,用热风干燥机在200℃干燥30分钟,从而在底漆层的表面形成含有银粒子的导电性金属层。导电性金属层形成后,与实施例2同样地操作,得到具有金属图案的成型体。
(实施例4)
使用上述制作例1中得到的PPS成型体,在制造例2中得到的底漆(B-2)中浸渍10秒钟后,提起PPS成型体,静置1分钟后,用热风干燥机在200℃干燥5分钟,在PPS成型体上形成底漆层(厚度130nm)。
接下来,将形成了该底漆层的PPS成型体在调制例1中得到的银粒子分散液中浸渍10秒钟。然后,提起PPS成型体,静置1分钟后,用热风干燥机在200℃干燥5分钟,在底漆层上形成含有银粒子的100nm厚的导电性金属层。导电性金属层形成后,与实施例3同样地操作,得到具有金属图案的成型体。
(实施例5)
使用聚萘二甲酸乙二酯(以下,简写为“PEN”。)膜(Teijin Film Solutions株式会社制“Teonex Q51”;25μm厚)来代替实施例3中使用的聚酰亚胺膜,使用制造例3中得到的底漆(B-3)来代替底漆(B-1),将银粒子分散液涂覆后的干燥温度变为150℃,除此之外,与实施例3同样地操作,在底漆层的表面形成含有银粒子的导电性金属层。导电性金属层形成后,与实施例3同样地操作,得到具有金属图案的成型体。
(实施例6)
使用黑色底漆(B-4)来代替实施例3中使用的底漆(B-3),将激光绘图装置的激光强度从50%变为30%,除此之外,与实施例5同样地操作,得到在形成了黑色底漆层的聚萘二甲酸乙二酯膜上具有线宽200μm、厚度10μm的直线状铜金属图案的成型体。
(比较例1)
在聚酰亚胺膜(东丽杜邦株式会社制“Kapton 150EN-C”;厚度38μm)的表面,通过溅射法形成镍/铬层(膜厚30nm;镍/铬质量比=8/2),接下来通过溅射法形成铜层(膜厚100nm),作为导电性金属层。
与实施例1同样地,使用激光绘图装置,在导电性金属层上形成宽200μm的直线状的图案形成区域,结果,由于通过溅射法形成的金属层为连续膜,因此激光加工边缘部的导电性金属层发生膨胀,通过后续工序的电镀,使得金属图案边缘部浮起,图案发生混乱。
将由上述所得的膜在铜的种子蚀刻所使用的10质量%的过硫酸钠水溶液中浸渍5分钟,结果,虽然图案形成区域以外的导电性金属层的铜被除去,但镍/铬层没有被除去而残留。另外,在通过电镀形成的金属图案层与镍/铬层之间存在的通过溅射法形成的铜层被蚀刻,结果确认到底切,在上述浮起部分,发生图案金属层的剥离。
(比较例2)
使用上述制作例1中得到的PPS成型体,在其表面通过溅射法形成镍层(膜厚300nm),接下来通过溅射法形成铜层(膜厚100nm),作为导电性金属层。
与实施例1同样地,使用激光绘图装置,在导电性金属层上形成宽200μm的直线状的图案形成区域,结果,由于通过溅射法形成的金属层为连续膜,因此在激光加工边缘部的导电性金属层发生膨胀,通过后续工序的电镀,使得金属图案边缘部浮起,图案发生混乱。
另外,将由上述所得的电镀后的PPS成型体在铜的种子蚀刻所使用的10质量%的过硫酸钠水溶液中浸渍5分钟,结果,虽然图案形成区域以外的导电性金属层的铜被除去,但镍层没有被除去而残留。另外,通过电镀形成的金属图案层中铜也被蚀刻,结果确认到底切,发生图案金属层的剥离。
对于上述实施例1~6中得到的具有金属图案的成型体,通过下述方法,进行配线间的基于检验器的导通确认、绝缘电阻的测定、非图案形成区域的绝缘电阻的测定、剥离强度的测定、底切的有无和图案形成区域的图案金属层的截面形状的确认。
[非图案形成区域部的绝缘电阻的测定]
对于由上述所得的具有金属图案的成型体的非图案形成区域部(图案金属层形成部以外的银除去区域),使用株式会社三菱化学分析制的Hiresta-UP(MCP-HT450型)测定施加100V时的电阻值。需说明的是,电阻值“超量程”时,根据测定装置的规格,表示为9.99×1013Ω以上的电阻值。
[图案形成部的底切有无和截面形状的确认]
对于上述所得的印刷配线板的图案形成部(由导电金属层和图案金属层构成的部分)的截面,使用扫描型电子显微镜(日本电子株式会社制“JSM7800”)放大至500~10,000倍进行观察,确认底切的有无和截面形状。
[剥离强度的测定]
上述实施例1~6中,形成导电性金属层后,与上述同样地操作,制作线宽1cm宽的直线状图案形成区域,进行30分钟硫酸铜镀,从而制作具有镀铜膜厚15μm的图案金属层的试验片。对于制成的试验片,使用西进商事株式会社制“Multi bondtester SS-30WD”进行90°方向的剥离试验,测定剥离强度。将实施例1~6中得到的具有金属图案的成型体的测定结果汇总示于表1。
[表1]
Figure BDA0002813479620000321
符号说明
1:绝缘性成型体
2:导电性金属层
3:图案形成区域的导电性金属层
4:非图案形成区域的导电性金属层
5:图案金属层。

Claims (10)

1.一种在绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法,其特征在于,具有:
工序1,在绝缘性成型体(A)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1);
工序2,将所述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而将所述导电性金属层(M1)分离为图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1);
工序3,在所述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上通过电镀而形成图案金属层(PM2);以及
工序4,利用蚀刻液将所述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)除去。
2.一种在绝缘性成型体上具有金属图案的成型体的制造方法,其特征在于,具有:
工序1’,在绝缘性成型体(A)上形成底漆层(B)后,在底漆层(B)上形成含有银粒子的导电性金属层(M1);
工序2,将所述导电性金属层(M1)的一部分除去,从而将所述导电性金属层(M1)分离为图案形成区域的导电性金属层(PM1)和非图案形成区域的导电性金属层(NPM1);
工序3,在所述图案形成区域的导电性金属层(PM1)上通过电镀而形成图案金属层(PM2);以及
工序4,利用蚀刻液将所述非图案形成区域的导电性金属层(NPM1)除去。
3.根据权利要求1或2所述的成型体的制造方法,所述工序2中,将导电性金属层(M1)的一部分除去的方法为照射电磁波的方法。
4.根据权利要求3所述的成型体的制造方法,权利要求2所述的成型体的制造方法中,所述底漆层(B)含有吸收所述电磁波的物质。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的成型体的制造方法,所述蚀刻液的有效成分为羧酸和过氧化氢。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的成型体的制造方法,所述银粒子由高分子分散剂被覆。
7.根据权利要求6所述的成型体的制造方法,权利要求2所述的成型体的制造方法中,所述底漆层(B)使用具有反应性官能团[X]的树脂,所述高分子分散剂使用具有反应性官能团[Y]的高分子分散剂,在所述反应性官能团[X]与所述反应性官能团[Y]之间形成键。
8.根据权利要求7所述的成型体的制造方法,所述反应性官能团[Y]为含碱性氮原子的基团。
9.根据权利要求7所述的成型体的制造方法,所述具有反应性官能团[Y]的高分子分散剂为选自由聚亚烷基亚胺、和具有含氧乙烯单元的聚氧化烯结构的聚亚烷基亚胺组成的组中的1种以上。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的成型体的制造方法,所述反应性官能团[X]为选自由酮基、乙酰乙酰基、环氧基、羧基、N-烷醇基、异氰酸酯基、乙烯基、(甲基)丙烯酰基、烯丙基组成的组中的1种以上。
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